kV线路距离保护在VX接线牵引变压器短路时测量阻抗分析.DOCVIP

220kV线路距离保护在V/X接线牵引变压器短路时测量阻抗分析 汤大海1，严国平2 （1.镇江供电公司，江苏镇江，212001；2.江苏省电力公司，江苏南京，210024） 摘 要：沪宁城际铁路和京沪高速铁路牵引变电所内牵引变压器均采用了两台单相牵引变压器接成V/X接线构成一台完整的牵引变压器，一台变运行、另一台变备用。以V/V接线牵引变压器低压侧短路时短路电流分析为基础，推导出该短路情况下电源侧变电所220kV线路距离保护相间阻抗元件和接地阻抗元件的测量阻抗，进一步分析了V/X接线牵引变压器低压侧短路时电源侧变电所220kV线路距离保护相间阻抗元件和接地阻抗元件的测量阻抗，为继电保护整定计算提供理论依据。分析表明，牵引变压器在低压侧发生短路时，电源侧变电所220kV线路距离保护的最小测量阻抗远远小于电网中常规变压器的短路时该保护的最小测量阻抗，在保护定值整定时应引起重视，防止整定错误。推导的结论，对V/X接线牵引变压器采用110kV和220kV及以上电压等级的供电网络同样适用。最后提出了220kV线路距离保护整定时应注意的问题。 关键词：220kV线路距离保护；牵引变压器；V/X接线；短路；测量阻抗；分析 沪宁城际铁路和京沪高速铁路正在紧张的建设中，其中沪宁城际铁路全长300.209km,牵引供电系统采用AT供电方式。该线列车最高时速设计为350km/h，江苏省范围：新建220kV牵引变电所5座，每座牵引变电所应由两回独立可靠的220kV电源供电，并互为热备用；由于牵引变压器接成V/X接线，具有省地、省投资等优点[5]，所以沪宁城际铁路和京沪高速铁路牵引变电所内牵引变压器均采用了V/X接线，按设置四台单相牵引变压器设计，两台单相牵引变压器接成V/X接线构成一台完整的牵引变压器运行，另一台V/X接线的变压器固定备用。两回220kV供电电源线路配置了两套完整的光纤分相电流差动保护和相间距离、接地距离、零序电流等后备保护[1~3]。采用V/X接线牵引变压器，使得220kV系统的供电负载不均衡，除平时产生负序电流对线路距离保护产生影响[6]外，在V/X接线变压器低压侧短路时，对电源侧变电所的220kV线路距离保护的测量阻抗和动作特性也有所影响，也不同于电网中常规变压器相应短路的情况，在保护定值整定时，不能按常规变压器进行整定处理，否则产生整定错误。通过对V/V接线变压器低压侧短路进行短路电流分析和220kV线路距离保护的测量阻抗分析，在此基础上进一步分析V/X接线变压器低压侧短路时220kV线路距离保护的测量阻抗，为继电保护整定计算提供理论依据。 1 V/V接线牵引变低压短路短路电流分析 由于牵引变压器采用了V/X接线是V/V接线的改进或变化而来的，所以先分析V/V接线牵引变压器的短路电流分析及对线路距离保护的测量阻抗的影响。 图1是采用220kV电源供电的V/V接线铁路牵引供电系统图，其中220kV铁路牵引变电所通过220kV三相交流线路供电，牵引变压器由两只单相牵引变压器，接成V/V接线构成一台完整的铁路牵引变压器运行。牵引变压器低压侧b相接铁轨，a相接上行铁路电气化机车负载，c相接下行铁路电气化机车负载。 图1、V/V接线铁路牵引供电系统图 图2是铁路牵引供电系统的等值电路图，图中所有的参数均折算至铁路牵引变高压侧，其中：—系统等值正序阻抗；—线路正序阻抗；—单相变压器的正序阻抗（已折算至高压侧）；、 、为电源电势；图中A’B’C’与abc之间对应牵引变压器的等值电路[4]。 图2、V/V接线铁路牵引供电系统的等值电路 1.1 V/V接线牵引变压器低压两相短路 在图2中，假设电源系统对称，系统等值阻抗和线路阻抗对称，则有：，其中。以ab相短路为例，由于牵引变压器低压ab相两相短路，则220kV电源供电的220kV线路有：，，即220kV线路没有零序电流。根据回路电压，有： （1） （2） （3） 因为电源的中性点电位为0，所以供电变电所220kV母线上电压分别有： （4） （5） 同理，可推导出牵引变压器低压侧bc相、ca相两相短路时的220kV线路上电流和供电变电所220kV母线上电压见表1、表2。 表1、V/V接线变压器低压两相短路220kV线路电流 ab相短路 bc相短路 ca相短路 表2、V/V接线牵引变压器低压两相短路供电变电所220kV母线上电压 ab相 bc相 ca相 1.2 V/V接线牵引变压器低压三相短路 在图2中，同样假设电源系统对称，则有：，其中。根据回路电压，有。 （6） （7） （8） 由（8）式可知，牵引变压器低压三相短路时，电源